基于位置观测的北斗广播星历速度精度分析
基于BDS广播星历的卫星坐标拟合精度分析
基于BDS广播星历的卫星坐标拟合精度分析刘双童;王明孝;杨树文;杨明泽;杨立华【摘要】针对利用广播星历计算卫星位置时,需反复计算、效率较低的问题.提出利用切比雪夫多项式对广播星历进行卫星轨道拟合,即先计算部分固定时间间隔的卫星坐标作为已知节点,利用不同的拟合阶数,将拟合点与直接法求出的对应点求差,分析其拟合精度.实例表明,只要采取合适的拟合时间间隔和拟合阶数,广播星历拟合精度就可以满足要求.【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2018(043)003【总页数】5页(P51-55)【关键词】BDS;广播星历;切比雪夫多项式;卫星坐标;拟合精度【作者】刘双童;王明孝;杨树文;杨明泽;杨立华【作者单位】兰州交通大学测绘与地理信息学院 ,甘肃兰州730070;甘肃省地理国情监测工程实验室 ,甘肃兰州 730070;兰州精准地形沙盘模型智能制造有限公司 ,甘肃兰州730020;中国人民解放军68029部队博士后科研工作站 ,甘肃兰州730020;兰州交通大学测绘与地理信息学院 ,甘肃兰州730070;甘肃省地理国情监测工程实验室 ,甘肃兰州 730070;兰州精准地形沙盘模型智能制造有限公司 ,甘肃兰州730020;兰州精准地形沙盘模型智能制造有限公司 ,甘肃兰州730020【正文语种】中文【中图分类】P228.40 引言我国自主研制的北斗卫星导航系统(BDS)于2012年底正式向亚太地区提供定位、导航和授时服务,按照“三步走”计划,将于2020年为全球用户提供服务,人们对BDS的使用度和关注度越来越高[1-2]。
获取卫星位置是进行定位导航的基础,实时定位导航一般是基于广播星历计算卫星位置[3],但往往需要反复计算,这会占用较多的内存空间和计算时间,影响效率。
针对此问题,可将卫星星历表示为一个时间多项式,并将多项式系数保存到内存中。
这样计算卫星位置时,只需调出多项式系数[4]。
目前对于GPS广播星历的拟合研究相对较多[5-20],对我国的BDS广播星历研究相对较少。
基于GAMIT的北斗三代卫星定位数据精密处理及精度评估
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·66·2022年第05期文章编号：2095－6835（2022）05－0066－03基于GAMIT的北斗三代卫星定位数据精密处理及精度评估郭若成，胡俊杰（武汉地震计量检定与测量工程研究院有限公司，湖北武汉430071）摘要：利用GAMIT/GLOBK软件，采用双差模式分别对中国境内及周边的3个能接收北斗三代卫星定位数据的基准站2020-04-09—04-18共10d的BDS-3和GPS数据进行精密基线解算，并对BDS-3和GPS的基线结果进行了精度评估。
精度评估结果表明，GAMIT解算BDS-3基线的相对精度可达10-8量级，已满足GNSS测量规范B级网的要求。
在工程或科研中，利用GAMIT解算BDS-3数据，完全可以满足精度需要。
关键词：Gamit；BDS-3；精密处理；精度评估中图分类号：P228.4文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2022.05.021北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，英文简写为BDS，以下简称“北斗系统”）是由中国政府建造的全天候、全天时免费为全球用户提供高精度定位、测速和授时服务系统。
其于2012年底完成了北斗二号基本星座的组建，北斗二号基本星座采取5GEO+5IGSO+4MEO的形式，正式向亚太地区提供服务[1]。
北斗三号采取3GEO+3IGSO+24MEO的星座构成，卫星与卫星之间具备通信能力，可以在没有地面站支持的情况下自主运行。
北斗三号提供B1I、B1C、B2a、B2b和B3I五个公开服务信号。
其中，B1I 频段的中心频率为1561.098MHz，B1C频段的中心频率为1575.420M H z，B2a频段的中心频率为1176.450MHz，B2b频段的中心频率为1207.14MHz，B3I频段的中心频率为1268.520MHz。
北斗卫星导航系统的定位精度分析
北斗卫星导航系统的定位精度分析北斗卫星导航系统是中国自主研制的全球卫星导航系统，目前已经实现了全球覆盖。
在交通、电力、水利、农业、渔业、林业、环境监测、城市规划等领域，北斗卫星导航系统的应用已经得到广泛推动，特别是在车载导航、精准农业等领域，北斗卫星导航系统的应用的优势更加凸显。
一个卫星导航系统最基本的功能便是定位，而定位的精度是衡量一个卫星导航系统性能的重要指标之一。
在北斗卫星导航系统的卫星接收机上，可以通过测量卫星发射过来的信号来计算自己的位置信息。
定位精度决定着卫星导航系统在各种应用中的可行性和优劣，因此，如何提高北斗卫星导航系统的定位精度是卫星导航技术研究的重要课题之一。
北斗卫星导航系统的定位精度受到许多因素的影响，其中最主要的两个因素是信号传播时的误差和接收机误差。
由于信号在大气中传播会受到大气层折射、多普勒偏移、天线相位等方面的影响，所以信号传播的误差一般是比较大的。
而同样的原因也会导致卫星接收机的误差，加之接收机硬件的限制、传输数据的精度等因素，使得北斗卫星导航系统的定位精度水平并不高。
为提高北斗卫星导航系统的定位精度，目前主要采取了以下几种方法：一、增加卫星数量和接收机数量。
北斗卫星在未来的发展规划中将逐步实现组网，增加卫星数量可以提高卫星分布的密度，可见卫星数量和覆盖范围，从而提高定位精度。
同时，增加接收机的数量可以获取更丰富的观测数据，备用解算方法的应用也能提高定位精度。
二、优化信号传输过程。
对于卫星发射的信号，可以采取改变载波的调制方式，采用扩频调制克服信号传输中的多普勒偏移以及频率反射等误差，从而提高信号的抗干扰能力；采用预消扰技术来减少多径效应的影响，同时采取海量的接收机估计误差模型来实时分析该干扰对导航系统的影响及稳定性，进一步提高定位精度。
三、建立多模式定位系统。
通过多模式定位系统，如GPS/北斗，GD/北斗等等，可以极大地提高定位精度。
多模式定位系统能够对各种系统的数据进行整合分析，按照优先级确定观测权重，以求最优解，提高精度。
北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析
北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析3赵树强,许爱华,张荣之,郭小红(西安卫星测控中心,陕西西安710043)摘要:针对我国建立的北斗一号导航定位系统,介绍了该系统的定位原理,给出了基于北斗双星和三星定位算法的模型,进行了实测数据的解算,分析了星历误差、信号传播误差和接收机钟差等误差对定位精度的影响,计算结果表明该算法简单、实用,可满足中高精度的导航定位用户需求,对二代导航系统定位数据处理和精度分析具有参考价值。
统系统,是我国自行研制、(RDSS ,Radio Determination Satellite Service) ,能为用户提供快速定位、简单数字报文通信及高精度授时服务的全天候、区域性的卫星导航定位系统。
在2000年10月31日和12月21日发射了两颗“北斗导航试验卫星”,具备了双星定位的功能。
关键词:北斗一号卫星;定位算法;定位误差;精度分析北斗一号卫星导航定位系统又称为双星定位建立的一种区域性定位系中图分类号: P207文献标识码:A文章编号:1008 -9268 (2008) 01 -0020 -051.引言是待测站。
但是,地球表面不是一个规则椭球面,即用户一般不在参考椭球面上,要唯一确定待测站“北斗一号”卫星导航定位系统是有源的,需要和“北斗”定位总站即中心站建立联系才能定位,因此存在着系统用户数量易饱和以及定位速度慢等方面的缺点。
2003年5月25日我国将第三颗“北斗一号”备份卫星送入太空,这使得我国“北斗一号”系统具备了无源定位的功能。
针对北斗双星有源定位和三星无源定位的算法与定位精度进行研究。
2.北斗一号卫星导航系统定位原理3.1双星定位原理以两颗卫星为球心,以卫星到待测站的距离为半径分别作两个球。
因为两颗卫星在轨道上的弧度距离为60°,即两颗卫星的直线距离约为42000km之间,这一直线距离小于卫星到观测站的两个距离之和(约为72000km) ,所以两个大球必定相交。
北斗卫星导航系统URE与定位精度分析
北斗卫星导航系统URE与定位精度分析贾蕊溪;董绪荣;尚晨;王军【摘要】Beidou satellite navigation system has possessed a regional passive navigation capability. In order to study the po-sitioning accuracy of Beidou system in the case of currently available constellations,the calculation model of the user equivalent range error(UERE)and accuracy assessment method combining dilution of precision(DOP)value is analyzed in this paper. By using the above method and the actual data,the static positioning accuracy in a period of time of Beidou system and GPS sys-tem is compared and analyzed. The analysis result indicates that,during this period,Beidou system positioning accuracy error is less than 5 m in the horizontal direction and 15 m in height direction.%北斗卫星导航系统已具有区域无源导航能力，为了研究当前可用星座情况下的系统定位精度，首先分析用户等效测距误差（UERE）结合精度因子（DOP）值的精度评估方法计算模型，然后利用上述方法采用实际数据对比分析了北斗卫星导航系统和GPS系统一段时间内的静态定位精度。
基于长期数据的北斗广播星历精度评估
基于长期数据的北斗广播星历精度评估曾琪;吴多;刘万科【摘要】介绍了广播星历精度评估的基本原理和方法,并利用2013-01～2015-04共28个月的广播星历数据,分析比较了北斗不同类型卫星的轨道精度、钟差精度及整体精度的短期和长期变化趋势.结果表明,GEO卫星广播星历的轨道精度约为1.8m,钟差精度优于6 ns;IGSO和MEO广播星历的轨道精度优于1.2m,钟差精度优于4 ns,整体上优于GEO卫星.从长期变化趋势来看,北斗广播星历的精度有逐渐提高的趋势.【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2016(036)011【总页数】5页(P958-962)【关键词】北斗;广播星历;星历评估;精度分析;SISRE【作者】曾琪;吴多;刘万科【作者单位】武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号,430079;武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号,430079;武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号,430079【正文语种】中文【中图分类】P228国内外已有一些学者对GPS、GLONASS广播星历的精度进行评估[1-4]，对于BDS则相对较少，且大都基于短期观测数据，缺乏长期连续性分析研究。
朱永兴和胡志刚分析了北斗系统在2012年的广播星历精度，分析时间较早，不能反映目前北斗系统广播星历的整体精度[5-6]；Montenbruck和罗璠等对一周内的北斗卫星轨道精度进行了分析，分析时间较短，没有进一步分析其长期变化的趋势[7-8]；Chen等对北斗的空间信号测距误差进行评估，但忽略了钟差误差项[9]。
本文借鉴其他卫星导航系统的广播星历评估方法，以WUM(武汉大学GNSS中心)分析中心提供的精密星历为参考，利用长达28个月的广播星历数据对北斗星历精度的短期和长期趋势进行全面的统计和分析，以便为相关应用和研究提供参考。
武汉大学GNSS中心提供的15 min等间隔的精密星历和精密钟差产品，其重复轨道精度优于20 cm，钟差精度为0.1 ns[10]，比目前的北斗广播星历精度高出1～2个量级，因此广播星历的精度评估可以直接以精密星历作为真值来进行误差分析。
基于Matlab的北斗卫星位置计算及精度分析
ＬＩ Ｚｈｅ ｎ — ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ¨． ＬＩ Ｚｈ ｏ ｎ ｇ — ｑ ｉ ｎ ＇
（ １ ． Ｆａ ｃ ｕ ｌ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｇｅ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ， Ｌａ ｎｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｌａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０， Ｃｈ ｉ ｎ ａ； ２ ． Ｇａ ｎｓ ｕ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
摘要 ： 获 取 各 个 可见 卫 星 的位 置 和 速 度 是 北 斗 卫 星 导航 接 收机 实现 定 位 、 测速和定 时的必要 条件， 由广播 星历算 出
的卫 星 空 中位 置 与 实 际位 置 之 差 ， 对 用 户 定 位 和 导航 的 精 度 有 重 要 影 响 ． 基 于 广 播 星 历 提 供 的 开 普 勒 轨 道 参 数 和 轨道摄 动改正项参数 ， 利 用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ编 程 实现 了北 斗 卫 星 的 瞬 时 坐 标 的 计 算 ， 并 将 其 与 精 密 星 历 提 供 的 同一 时 刻 的 同一 颗 卫 星 坐 标 进 行 对 比 ， 对 广播 星 历 的 精 度 进 行 分 析． 结果表 明， Ｉ Ｇ Ｓ Ｏ和 ＭＥ ０ 北 斗卫 星 的 广播 星 历 精 度 均 优 予
Ｄ ０Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ４ ３ ７ ３ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ １ ６
基 于 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ的北 斗 卫 星 位 置 计 算 及 精 度 分 析 李振 昌 ， 李 Nhomakorabea 勤 。
（ １ ．兰 州交 通大 学 测 绘与 地理 信 息学 院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ； ２ ．兰 州交 通大 学 甘 肃 省地 理 国情 监测 工程 实 验室 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
北斗三号卫星广播星历精度评估分析
王海春 1，贾小林 2,3，李 鼎 1，毛 悦 2,3
（1. 长安大学 地质工程与测绘学院，西安 710054；2. 地理信息工程国家重点实验室，西安 710054； 3. 西安测绘研究所，西安 710054）
摘 要 ：为 了 分 析 北 斗 三 号 卫 星 广 播 星 历 的 精 度 ，采 用 事 后 精 密 星 历 对 北 斗 三 号 卫 星 的 广 播 星 历 精 度 进 行 评 估 ，对 比 北 斗 三 号 和 北 斗 二 号 卫 星 广 播 星 历 精 度 ，并 利 用 卫 星 激 光 测 距 进 行 检 核 。结 果 表 明 ：北 斗 三 号 卫 星 广 播 轨 道 精 度 相 对 北 斗 二 号 有较大提升；北斗三号卫星广播轨道径向误差优于 0.1 m，3 维精度优于 1 m，广播钟差平均精度在 1.5 ns 左右；北斗三 号中圆轨道卫星空间信号测距误差优于 0.5 m，北斗二号同类卫星误差在 1 m 左右。
关键词：北斗三号；卫星激光测距；广播轨道精度；广播钟差精度；空间信号测距误差 中图分类号：P228 文献标志码：A 文章编号：20954999(2019)04006004
Accuracy assessment and analysis of broadcast ephemeris of BDS-3 satellites
0 引言
北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system, BDS）自 2012 年运行以来已为亚太地区提 供定位、授时、导航等服务[1]。自 2017 年 11 月 5 日 开始发射 2 颗北斗三号（BeiDou navigation satellite
system with global coverage, BDS-3）中圆地球轨道 （medium Earth orbit, MEO）卫星以来，截止 2018 年 11 月 19 日，BDS-3 卫星已达到 19 颗，完成了基本 系统的建设。2018 年 12 月 27 日，BDS 正式提供 全球服务，且为亚太地区提供更优的服务。计划到 2020 年，BDS-3 卫星将达到 30 颗左右，完成 BDS-3
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基于位置观测的北斗广播星历速度精度分析
常志巧;胡小工;时鑫;栗靖;马勇波;董文丽;邵佳妮
【期刊名称】《空间科学学报》
【年(卷),期】2018(038)004
【摘要】利用广播星历计算导航卫星的速度向量是GNSS高精度实时测速的必要条件.本文分析了仅以卫星位置向量为观测量的北斗广播星历的速度计算精度.从广播星历拟合过程出发,推导了北斗18参数模型的速度向量计算公式.基于北斗13颗在轨卫星一年的实际轨道数据,分析了全年广播星历计算卫星速度向量的精度.结果表明,利用18参数模型计算的速度误差最大在10-4m.S--1量级;在相同拟合时段条件下,地球静止轨道(GEO)和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星的速度精度相当,高于中圆地球轨道(MEO)卫星.通过对位置残差序列分析,得出位置残差误差较小且变化趋势平稳是广播星历计算速度精度较高的原因.分析和计算结果验证了仅用位置观测量拟合北斗广播星历算法的有效性.
【总页数】7页(P553-559)
【作者】常志巧;胡小工;时鑫;栗靖;马勇波;董文丽;邵佳妮
【作者单位】北京卫星导航中心北京100094;中国科学院上海天文台上海200030;北京卫星导航中心北京100094;北京卫星导航中心北京100094;北京卫星导航中心北京100094;中国科学院上海天文台上海200030;北京卫星导航中心北京100094
【正文语种】中文
【中图分类】V474;P208
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3.GPS广播星历位置、速度和钟差精度分析 [J], 王霞迎;秘金钟;张德成;李兵
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5.基于广播星历的北斗绝对位置基准建立与精度分析 [J], 康艳超; 王乐; 谢威; 黄观文
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